專利名稱：Led障礙燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管燈，尤其涉及一種具有波紋反光器的發(fā)光二極管燈。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)作為光源變得越來越受歡迎，因?yàn)樗鼈儽绕鸢谉霟艋驘晒鉄舾?為省電。但是，LED的發(fā)光范圍通常非常細(xì)小并被視為點(diǎn)光源。光在源頭處高度集中并向 所有方向擴(kuò)散。這對(duì)直接望向源頭的人眼來說太過光亮。因此有需要得到均勻的光分布。

發(fā)明內(nèi)容
參照上述的背景，本發(fā)明因而誕生。相應(yīng)地，本發(fā)明在一個(gè)方面是一種LED燈，而這種LED燈在電路板的每一邊安裝有 至少一個(gè)LED，并帶有具波紋反光表面的反光器。具波紋的反光面反射并分散從LED來的光。在本發(fā)明的一個(gè)示范實(shí)施例中，具波紋的反光表面的外表面是凹彎的。凹彎的反 光表面將光聚集，因此輸出的光束的亮度更強(qiáng)。在另一個(gè)示范實(shí)施例中，LED光源和具波紋的反光表面均為圓對(duì)稱，并且它們的中
心點(diǎn)重疊。在一個(gè)示范實(shí)施例中，凹彎的具波紋的反光表面的彎度根據(jù)等式設(shè)計(jì)，以將光在 預(yù)定的中心和角度輸出。在另一個(gè)示范實(shí)施例中，具波紋的反光表面的波紋亦根據(jù)等式設(shè) 計(jì)。在另一個(gè)實(shí)施例中，LED燈還包含防霧，防紫外光和防靜電的塑料外殼。在一個(gè)實(shí) 施例中，塑料外殼為完全透明。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種LED燈被提供，這種LED燈包含一個(gè)LED光源，一個(gè) 提供電力至LED燈的電源和一個(gè)安裝在LED燈和電源之間的隔熱器。隔熱器防止LED光源 和電源之間的熱交換。在一個(gè)實(shí)施例中，隔熱器為反光器。在一個(gè)實(shí)施例中，LED燈還包含最少一個(gè)接合到LED光源的光源散熱器和最少一 個(gè)接合到電源的散熱器。由LED光源產(chǎn)生的熱力經(jīng)過LED散熱器消散，而由電源產(chǎn)生的熱 力經(jīng)過電源散熱器消散。本發(fā)明的另一方面描述了反光器用的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，反光器的身由聚碳 酸酯制成，而由鎳和鎘的化合物制成的金屬涂層涂在身上。在另一個(gè)實(shí)施例中，金屬涂層使 用紫外光涂層技術(shù)涂在身上。
本發(fā)明的另一方面是電源，電源包括電源電路板， 頂板和底板，金屬外殼和樹脂。 樹脂注射進(jìn)由頂板，底板和金屬外殼包圍的空室，占據(jù)電源電路板周圍的空間。固體的樹脂 比起空氣更傳熱，因此改進(jìn)熱力傳送到金屬外殼和周圍環(huán)境的速度。在本發(fā)明的另一方面，一種接合的機(jī)關(guān)被公開。它包括燈頭和接合燈頭的框?？?有最少一個(gè)開口。最少一條支撐柱穿過框的開口。第一個(gè)部件和支撐柱接合，而各支撐柱 的周圍在第一個(gè)部件和框之間提供有壓縮彈簧。帶有適合于燈頭插入的插頭的第二部分被 提供。當(dāng)插頭推向燈頭時(shí)，框沿著支撐柱滑動(dòng)。壓縮彈簧壓縮，將燈頭推向插頭以令燈頭插 得更緊。本發(fā)明的另一方面描述了一種從點(diǎn)光源制造分散光的方法。這個(gè)方法包括提供最 少一個(gè)發(fā)光的點(diǎn)光源，和提供具波紋的反光表面。具波紋的反光表面將從點(diǎn)光源來的光反 射和分散以制造分散的光。本發(fā)明的另一方面描述了一種延長LED燈的壽命的方法。這個(gè)方法包括以隔熱器 將LED燈跟提供電力到LED燈的電源分開，因此在LED燈和電源之間的熱交換被防止的同 時(shí)對(duì)此兩個(gè)元素提供分開的散熱路徑。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的裝置的前視圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LED障礙燈的前視圖。圖3a為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范實(shí)施例的LED光源和反光器的前視圖。圖3b為圖3a的反光器的橫斷面圖。圖3c為LED光源使用平面和平滑的反光器的光線圖。圖3d為使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范實(shí)施例的反光器的LED光源的光線圖。圖3e為一個(gè)實(shí)施例中反光器帶有聚光杯的前視圖，亦顯示從聚光杯發(fā)出的光線。圖3f為另一個(gè)產(chǎn)生橫向光束的實(shí)施例，顯示了 LED配以帶反光表面的晶體。圖3g為圖3f中一個(gè)LED的前視圖。圖3h為測(cè)試圖3g中的LED得出的亮度跟垂直角的圖表。圖4為圖2所示的燈的爆炸組合圖。圖5a為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范實(shí)施例的散熱器的透視圖。圖5b為不帶有錐形內(nèi)結(jié)構(gòu)的散熱器的氣流圖。圖5c為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，帶有錐形內(nèi)結(jié)構(gòu)的散熱器的氣流圖。圖5d為另一個(gè)示范實(shí)施例的散熱器的透視圖。圖5e為圖5d所示的示范實(shí)施例的側(cè)視圖。圖5f為圖5d所示的示范實(shí)施例的爆炸組件圖。圖5g為另一個(gè)示范實(shí)施例的透視圖，顯示面向上的光源和在光源下的散熱器。圖5h為另一個(gè)實(shí)施例的散熱器的頂視圖。圖6a為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燈的電源和燈頭的透視圖。圖6b為圖6a所示的燈頭的詳細(xì)透視圖。圖6c為圖6b所示的燈頭的爆炸組件圖。圖6d為另一個(gè)示范實(shí)施例的電源和燈頭的透視圖。
圖6e為圖6d所示的實(shí)施例由前面觀看的爆炸組件圖。圖6f為圖6d所示的實(shí)施例的透視圖，顯示散熱器和底部成員之間的連接。圖6g為一個(gè)實(shí)施例的示意圖，顯示注射樹脂的空間，金屬外殼以透過顯示。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的創(chuàng)新意念最能夠通過以障礙燈作為例子說明。障礙燈為警告飛行員或機(jī) 師關(guān)于環(huán)境中的障礙的燈，并通常安裝在機(jī)場(chǎng)的跑道上或在建筑物的屋頂上等等。根據(jù)美 國聯(lián)邦航空管理局定義的標(biāo)準(zhǔn)，障礙燈分為很多類，每類有不同的光色，閃動(dòng)頻率和光束擴(kuò) 散角。以描述的目的來說，障礙燈為L-810型號(hào)“持續(xù)發(fā)亮紅色障礙燈”燈組。一個(gè)L-810 燈組規(guī)定要有最少10度的垂直光束擴(kuò)散角而光束擴(kuò)散角的中心必須跟水平比較時(shí)在+4至 +20度之間。360度的橫向光束擴(kuò)散角或橫向全方位性亦必須達(dá)到。為方便解釋，在此假設(shè)本說明書描述的所有實(shí)施例中的障礙燈以直立的配置安 裝。 即是說底座和插頭向上而燈頭向下。在本說明書的內(nèi)容中，“直向”指跟障礙燈的配置 方向平衡，即垂直，而“平向”指跟障礙燈的配置方向成直角，即橫向。還有，“燈身”指跟底 座固定而不會(huì)因任何彈簧的移動(dòng)而移位的障礙燈的部分。圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)的裝置的示意圖。光源11被塑料圓頂27覆蓋。光源11安 裝在插座上而塑料圓頂27跟底座58接合。光源11發(fā)出光束，而塑料圓頂27為紅色，因此 輸出的光束為紅色，而當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)看起來亦是紅色。LED的發(fā)光范圍非常細(xì)小，甚至可以被視為點(diǎn)光源。點(diǎn)光源在細(xì)小的范圍內(nèi)產(chǎn)生高 的亮度，因此光非常集中而對(duì)直接望向該范圍的人眼非常刺激。當(dāng)一個(gè)人如此直接望向光 點(diǎn)時(shí)，那人可能有幾秒的時(shí)間喪失視力，而這會(huì)對(duì)飛機(jī)內(nèi)的機(jī)師和乘客引起安全問題。本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例為圖2所示的LED障礙燈10。LED障礙燈10的頂部為接合 到面向下的光源(未顯示)的散熱器20。塑料外殼28從下接合到散熱器20。反光器(未 顯示)提供在塑料外殼28內(nèi)。金屬外殼38被提供在塑料外殼28的下面，并通過底部連接 環(huán)52接合到底座58。多個(gè)接合鉤44被提供在金屬外殼38之外。在使用時(shí)，光源向下發(fā)出光束到反光器。光源和反光器均為圓對(duì)稱，因此光束放射 狀地向所有角度反射。光束穿過塑料外殼28到達(dá)周圍環(huán)境。底部連接環(huán)52和接合鉤44 作接合用途。圖3a顯示了 LED PCB26和反光器30的一個(gè)示范實(shí)施例。八個(gè)LED70以環(huán)形圖案 安裝在LED PCB26上，面向下。反光器30基本上成錐形，但反光器30的外表面凹彎而反 光器30的頂部被切掉。LED70和反光器30均為圓對(duì)稱，而LED PCB26的中心跟反光器30 的中心重疊，使整個(gè)系統(tǒng)亦圓對(duì)稱。反光器30的中心開有孔，以給電線(未顯示)從電源 PCB(未顯示)連接到LED PCB26。反光器30的更詳細(xì)描述在以下提供。參照?qǐng)D3b，反光器30的更詳細(xì)視圖在此說明。反光器30的身為塑料錐80，其外 表面帶有一系列波紋84。波紋84基本上為半圓形而波紋84之間有空位。塑料錐80的外 表面涂有金屬涂層。在一個(gè)實(shí)施例中，波紋84沿著塑料錐80的外表面連續(xù)地提供。塑料錐80的外表面為凹彎的，以將從LED70 (未顯示)向反光器30射出的光聚 集。相比使用平面反光表面的情形，聚集的行為增加穿過塑料外殼28的光的總亮度和平均 亮度。在一個(gè)實(shí)施例中，如LED70相對(duì)反光器30的位置已知，凹彎的曲線可以通過等式設(shè)計(jì)，因此光以預(yù)定的垂直光束擴(kuò)散角離開塑料外殼28而光束的中心在特定的角度。波紋84被提供以分散射在反光器30上的光，因此就算人眼直接望向反光器30也 不會(huì)見到光點(diǎn)。相比平滑表面將光反射到小范圍的輸出角度，各波紋84將射向該特定范圍 的光反射到大范圍的輸出角度。如特定范圍的亮度很強(qiáng)，平面的表面會(huì)引致高度集中的反 射光，而用戶會(huì)看到光點(diǎn)。但當(dāng)波紋84被提供時(shí)，各波紋84作為發(fā)出分散光的分散光源。 在一個(gè)實(shí)施例中，波紋84通過等式設(shè)計(jì)，以達(dá)玫預(yù)定的垂直光分布。在另一個(gè)實(shí)施例中，各 波紋的直徑均不一樣。本發(fā)明的示范光線圖在圖3c和3d中顯示。圖3c顯示使 用凹彎的反光器30的效 果。粗體的直線代表擁有相同上下界限的平面反光器。實(shí)體直線為照射在凹彎反光器并被 其反射的光束86，而虛線代表使用平面反光器時(shí)的相應(yīng)光束。圖中顯示使用凹彎的反光器 30令更大角度的范圍可以被反射以穿過塑料外殼28，并有更細(xì)的輸出光束擴(kuò)散角。更大角 度的范圍令總輸出強(qiáng)度增加，而更細(xì)的輸出光束擴(kuò)散角則令光束內(nèi)的平均強(qiáng)度增加。圖3d顯示波紋84和射在其上的光束86的放大圖。實(shí)線打在波紋84上而虛線打 在反光器30的平滑部分上。波紋84因基本上為半圓形，將光束86分散到闊的輸出角范圍。 相比之下，從反光器30的平滑部分反射的光仍然高度平衡。各波紋84有效地作為向大范 圍角度發(fā)光的分散光源，因此當(dāng)用戶望向反光器30時(shí)會(huì)見到從多過一個(gè)波紋84來的光，如 圖中到達(dá)人眼88的光束86所示。不將光束直接向外射出而使用反光器30存在問題，因?yàn)榉垂馄?0并不完美。照射 在反光器30上的光不是被反光器30反射就是被吸收。所有被吸收的光都會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，因 此將反光器30加熱。因此金屬涂層82和塑料錐80所用的物料以及涂層所用的技術(shù)都很 重要，因?yàn)樗鼈內(nèi)贾苯佑绊懛瓷涞墓獾陌俜直?，或稱為反射率，即LED障礙燈的效率。反 射率根隨波長改變，而測(cè)試使用的是紅光。我們對(duì)一列金屬涂層82和塑料錐80所用的物 料進(jìn)行了一系列測(cè)試。我們找到鎳和鎘的化合物涂在聚碳酸酯上給出最佳的反射率，最高 達(dá)到97。8%。在另一個(gè)實(shí)施例中，塑料錐80上不涂以鎳鎘而鍍上鋁。在另一個(gè)如圖3e所示的實(shí)施例中，聚光杯130接合到LED PCB上的各個(gè)LED70。 聚光杯130將從LED70發(fā)出的光聚集到一個(gè)細(xì)很多的擴(kuò)散角才打在反光器30上。通過控 制打在反光器30上的光束擴(kuò)散角，輸出光束的擴(kuò)散角變得更可控制而強(qiáng)度損耗則更少。在 圖中，聚光杯光束134顯示為從聚光杯130垂直地向下射出。在另一個(gè)如圖3f和3g所示的實(shí)施例中，各LED70均配以晶體132。LED70被下反 光面136覆蓋而只有晶體132展露出來。晶體132的物料和形狀特別地設(shè)計(jì)以將光向橫反 射，以符合FAA對(duì)光束擴(kuò)散角的要求。晶體132的形狀為倒轉(zhuǎn)的平頭錐。因晶體132為圓 對(duì)稱，輸出的光達(dá)至橫向全方向性。使用如圖3g說明的LED的光強(qiáng)度對(duì)垂直角度的圖表在圖3h中顯示。圖表的橫軸 為垂直角度，由-90度到+90度，而圖表的縱軸為光的強(qiáng)度，以堪德拉為單位。兩條垂直的 粗線代表+4度和+20度。如圖表所示，圖表的頂點(diǎn)，即光束的中心，落在+4度和+20度之 間，而大部分輸出強(qiáng)度均在+4度和+20度之間，即是很少強(qiáng)度在不理想的角度浪費(fèi)掉。這 符合FAA對(duì)L810型號(hào)障礙燈的要求。因?yàn)檎系K燈安裝在難以到達(dá)的位置并會(huì)受到所有天氣影響，所以有需要確保光的 強(qiáng)度在任何情況之下均符合最低亮度要求。在暴露于環(huán)境中的所有部件之中，塑料外殼28最容易被天氣影響，亦是最重要的部分，因?yàn)楣馐仨毚┰剿竭_(dá)周圍環(huán)境。首先，塑料外 殼28必須對(duì)LED70所發(fā)出的光的波長域高度透明。如上述的，困著的光越多，產(chǎn)生的熱力 就越大，而此會(huì)大大影響燈的壽命。在一個(gè)實(shí)施例中，塑料外殼28為紅色而且只容許紅光 穿透。在另一個(gè)實(shí)施例中，塑料外殼28對(duì)可視光的整個(gè)波長域均透明。在此情況下，LED70 為紅色LED。還有，塑料外殼28亦應(yīng)防紫外光，因?yàn)殚L期暴露于紫外光之中會(huì)令塑料外殼 28更容易爆裂，并可能會(huì)改變塑料外殼28的顏色，使射出的光色不符合規(guī)定。它亦不可以 有靜電，因?yàn)殪o電會(huì)吸引塵埃至塑料外殼28，并因此阻擋一些光線。同樣地，防霧涂層亦需 要以防止水粒子沉積在外殼表面并減低其效率。在一個(gè)實(shí)施例中，塑料外殼28所用的物料 為透明的聚碳酸酯，并在其中涂有防霧涂層，防紫外光涂層和防靜電涂層。
一個(gè)LED光源需要有大約五萬小時(shí)的壽命。但是在現(xiàn)實(shí)中，有很多問題會(huì)縮短LED 光源的壽命，熱問題為其中一種。LED光源產(chǎn)生大量熱力，而如沒有良好的散熱機(jī)關(guān)，光源在 使用時(shí)的溫度會(huì)很高。結(jié)果是，電路組件更容易損壞而光源的壽命會(huì)縮短。因此需要散熱 機(jī)關(guān)以降低光源的溫度并延長LED光源的壽命。對(duì)任何LED燈在說，電源被提供以制造固定或穩(wěn)定的電流以提供電力給光源，而 在此工序中電源會(huì)產(chǎn)生熱力。在一個(gè)實(shí)施例中，隔熱器被提供在光源和電源之間，因此防止 光源和電源之間的熱交換。熱交換的防止使電源所產(chǎn)生的熱力不會(huì)增加光源的溫度，反之 亦然，因此達(dá)至更低的工作溫度，并延長光源和電源的壽命。在一個(gè)實(shí)施例中，隔熱器為反 光器30 ο
在另一個(gè)實(shí)施例中，最少一個(gè)散熱器專門消散從光源產(chǎn)生的熱力，而最少一個(gè)散 熱器專間消散從電源產(chǎn)生的熱力，因此對(duì)兩個(gè)熱源提供兩條不同的散熱路徑。在一個(gè)實(shí)施 例中，散熱器20專門消散從光源產(chǎn)生的熱力，而金屬外殼28專門消散從電源產(chǎn)生的熱力。參照?qǐng)D4，根據(jù)一個(gè)示范實(shí)施例的LED障礙燈10的爆炸組件圖在此說明。頂部橡 膠環(huán)22提供在散熱器20和塑料外殼28之間的頂部連接環(huán)24內(nèi)。LED PCB26接合到散熱 器20而反光器30提供在LED PCB26之下。金屬外殼38內(nèi)為頂板32，頂板接合到三條支 撐柱34的一端。電源PCB(未顯示)被提供在頂板32和底板40之間。各支撐柱34穿過 底板40中的開口，接著穿過壓縮彈簧72和燈頭支撐框42中的開口，之后在另一端連接到 連接環(huán)46。燈頭50接合到燈頭支撐框42。連接環(huán)46接合到金屬外殼38的底部，并有多 個(gè)接合鉤44在金屬外殼38的外邊向上伸延。底部連接環(huán)52接合到接合環(huán)46和底座58。 底座58內(nèi)提供有插頭(未顯示)。各部分功能的更詳細(xì)的描述在以下段落提供。圖5a顯示散熱器20的一個(gè)示范實(shí)施例。底部板68被提供以接合到光源，光源為 有最少一個(gè)LED70的LED印刷電路板(PCB) 26。中央部板69接合在底部板68之上。在中 央部板69之上為錐形內(nèi)部結(jié)構(gòu)62，該錐微微凹彎。在錐形內(nèi)部結(jié)構(gòu)62之上和周圍為多個(gè) 螺絲入口 66，以作接合到塑料外殼28 (未顯示)。中央部板69之上提供有多個(gè)平衡的向上 延伸的鰭64。每對(duì)鰭64之間有間隔71，而鰭被設(shè)計(jì)成圓頂形。參照?qǐng)D5b和5c，錐形內(nèi)部結(jié)構(gòu)62被提供以促進(jìn)跟鰭64平衡的面的空氣流動(dòng)。根 據(jù)對(duì)流的原理，熱空氣上升而冷空氣下降。沒有錐形內(nèi)部結(jié)構(gòu)62時(shí)，從散熱器20的一邊進(jìn) 入的冷空氣在其另一邊離開，如空氣流動(dòng)箭號(hào)73所示。空氣在間隔71之內(nèi)時(shí)所吸收的熱 力使加熱的空氣的流動(dòng)方向輕微上升，如對(duì)流空氣流動(dòng)箭號(hào)75所示。有錐形內(nèi)部結(jié)構(gòu)62 時(shí)，當(dāng)冷空氣流進(jìn)間隔71而被加熱時(shí)，錐形內(nèi)部結(jié)構(gòu)62引導(dǎo)加熱的空氣上升并在接近散熱器20的中心離開散熱器20，如轉(zhuǎn)向上的空氣流動(dòng)箭號(hào)73所示。出口空氣流動(dòng)的方向現(xiàn)在 跟對(duì)流效應(yīng)的方向一樣，因此出口空氣流動(dòng)的速度有效地增加了，而更多空氣可以進(jìn)入散 熱器20。要有效地消散由LED PCB26產(chǎn)生的熱力，LED PCB26在單一塊電路板上制造，其背 面接合到底部板68。熱源和底部板68之間的接觸面應(yīng)盡量大，以增加熱傳導(dǎo)。底部板68 的表面通常并不平滑，因此當(dāng)其他地方已經(jīng)接觸時(shí)，某一些地方會(huì)留有空氣縫。因空氣為差 的傳熱體，有空氣縫大大的減少散熱器20的效率。在一個(gè)實(shí)施例中，底部板68的表面因而 被磨得盡量平滑以將跟熱源的接觸面變得最大。在如圖5d_5f所示的另一個(gè)實(shí)施例中，散熱器20為圓對(duì)稱。多個(gè)彎曲的鰭100以 向日葵的形式從散熱器20的中心延伸，并有間隔71在其中。各彎曲的鰭100還在其外端 分為兩個(gè)子鰭102。散熱器罩104接合到散熱器20的頂部。在散熱器罩104的底部表面和 散熱器20的頂部表面之間提供有頂部空氣縫106。擁有底部罩開口 114的底部罩110接合 到散熱器20的內(nèi)管112。底部罩110亦接合到未顯示在圖中的熱源，例如LED PCB。散熱 器罩104連同散熱器20被設(shè)計(jì)成通常的圓頂形。 頂部空氣縫106和底部空氣縫108被提供以提高通氣能力?？諝饪p的存在容許熱 空氣除放射狀地向外離開散熱器20之外還可以從頂部或底部離開。周圍環(huán)境的冷空氣可 以吹過空氣縫并將熱力從散熱器20帶走，同時(shí)防止不理想的對(duì)象如雨點(diǎn)從上進(jìn)入間隔71。散熱器20造成圓頂形，因?yàn)閳A頂形的散熱器20相比圓筒形散熱器有更好的表現(xiàn)。 這樣的原因是因?yàn)閳A頂形散熱器對(duì)橫向吹過來的風(fēng)有較低風(fēng)阻。較低風(fēng)阻引致更快的空氣 移動(dòng)，因此提升表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示使用此配置，在室溫為攝氏30度的情況下，在持續(xù)運(yùn)作 時(shí)散熱器20維持在攝氏60度以下。底部罩110和散熱器20之間的接合越緊越好，以得到最大的散熱能力。在此實(shí)施 例中，由鋁合金制成的底部罩Iio首先加熱至大約攝氏280度。加熱底部罩110會(huì)令其膨 脹并增大底部罩開口 114。散熱器20的內(nèi)管112之后插進(jìn)底部罩開口 114。內(nèi)管112的外 直徑跟底部罩開口 114的直徑一樣或輕微細(xì)少一點(diǎn)，因此當(dāng)?shù)撞空?10冷卻至室溫時(shí)，底部 罩開口 114收縮并緊緊套著內(nèi)管112。這解決方法比起使用螺絲或螺栓有更緊的接合，而且 容易做到。這亦使在兩個(gè)部件的分子之間產(chǎn)生的細(xì)小且不規(guī)則的空氣縫減至最少。在如圖5g中所示的另外一個(gè)配置中，LED26不面向下而面向上。如圖3f所描述， 晶體132在此實(shí)施例中被使用把光向橫反射。散熱器20則需要在LED70之下令其能夠接 合到LED PCB但不阻礙射出的光的路徑。在此配置中，散熱器20被設(shè)計(jì)以安裝在障礙燈10的中間部分，在光源之下，如圖 5g所示。彎曲的鰭100在此實(shí)施例中仍然存在，但每條鰭100的長度較短以變得更細(xì)小。 子鰭102并未在此實(shí)施例中實(shí)施，因每條鰭100的長度較短以變得更細(xì)小。三個(gè)螺絲孔116 被提供在散熱器20周圍，成圓對(duì)稱狀。散熱器20的中心提供有散熱器開口 118，而多條坑 120提供在內(nèi)表面。散熱器20為圓筒形而空氣縫在此實(shí)施例中不存在，但應(yīng)清楚圓頂形的 配置仍可在此實(shí)施例中應(yīng)用。在另一個(gè)實(shí)施例中，頂部空氣縫存在在散熱器20的頂部。大部分建筑物已安裝有底座58。底座58通常有E27型插頭以連接到白熾燈泡。 不同的生產(chǎn)商開發(fā)不同的底座58。即使他們均使用相同的E27型插頭，但E27插頭相對(duì)底 座的高度和位置對(duì)每個(gè)生產(chǎn)商都不同。固定在一個(gè)位置的燈頭50可能適合一個(gè)生產(chǎn)商的障礙燈，但當(dāng)燈安裝在其他底座58上時(shí)可能太高或太矮。要有效地再使用所有現(xiàn)有不同生 產(chǎn)商的底座58，需要一種機(jī)關(guān)以容許燈頭50能夠不同高度的插頭上運(yùn)作，而不需要在事前 得知各插頭的高度。 圖6a顯示解決這問題的一個(gè)示范實(shí)施例。多條壓縮彈簧72被提供以在底板40 之下插穿支撐柱34。燈頭支撐框42之后被插入穿過在壓縮彈簧72之下的支撐柱34。燈 頭支撐框42之后接合到燈頭50以插進(jìn)插頭(未顯示)。金屬外殼38的內(nèi)墻造有六條接合 柱。接合柱有兩種長度并用來接合到不同的部件。短接合柱77接合到底板40而長接合柱 76接合到接合環(huán)46。當(dāng)燈安裝在現(xiàn)存的底座58上時(shí)，插頭會(huì)推向燈頭50。接合到燈頭50的燈頭支撐 框42會(huì)被推向上。燈頭支撐框42沿著支撐柱34滑動(dòng)以確保燈頭50在移動(dòng)時(shí)向著同一方 向并正確地對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)燈頭支撐框42被推向上時(shí)，壓縮彈簧72壓縮并向燈頭支撐框42施加 向下的力。這向下的力確保當(dāng)燈頭50扭進(jìn)插頭時(shí)能有緊密的連接。參照?qǐng)D6b和6c，一種互鎖機(jī)關(guān)在此顯示。底板40提供有多個(gè)凹位74以容許長接 合柱(未顯示)穿過。在頂板32上造有小孔以給電線(未顯示)經(jīng)過以到達(dá)LED PCB26(未 顯示)。底板40亦造有小孔給電線穿過以到達(dá)燈頭50 (未顯示)。燈頭50被扭進(jìn)燈頭支 撐框42內(nèi)。在如圖6d和6e所示的另一個(gè)實(shí)施例中，單一個(gè)垂直的壓縮彈簧72被安裝在障礙 燈的中心。壓縮彈簧72的上端接合到頂部成員122。壓縮彈簧72的下端接合到底部成員 124。底部成員124容納燈的電源，并沿著其外表面有多條垂直的脊126。燈頭支撐框42放 置在底部成員124之下，并接合到垂直脊126。在底部成員124之下為底部連接環(huán)52和接 合環(huán)46。橡膠圈128固定在接合環(huán)46上作防震及防水用途。底部成員124的垂直脊126的作用為跟外部組件互鎖，因此當(dāng)外部組件在旋轉(zhuǎn)時(shí)， 燈頭50可以扭進(jìn)插頭。在一個(gè)實(shí)施例中，外部組件為圖5h中的散熱器20。這實(shí)施方案在 圖6f中顯示。垂直脊126扣著散熱器20的坑120，散熱器20通過螺絲孔116接合到頂部 成員122和接合環(huán)46。當(dāng)用戶旋轉(zhuǎn)散熱器20時(shí)，坑120會(huì)引導(dǎo)垂直脊126旋轉(zhuǎn)并因此引致 燈頭50旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)如圖6g所示的實(shí)施例中，傳熱樹脂78注射在以頂板32，底板40和金屬外 殼38包圍的空間內(nèi)。樹脂78充滿空間，包括包圍著電源PCB36的空位。電源PCB36周圍是空氣，而空氣不是好的傳熱體，因此熱力不能有效地傳送到周 圍環(huán)境。樹脂78在此使用以提升熱力從電源PCB36傳送到金屬外殼38的速度。固態(tài)的樹 脂78的密度和傳熱能力均比氣態(tài)的空氣高，因此熱力可以更高速地傳送到外邊。當(dāng)板接合 到金屬外殼38之后，樹脂78以凝膠狀在高溫底下注射進(jìn)空間內(nèi)，至令樹脂78和電源PCB36 之間不會(huì)留有空氣縫。在一個(gè)實(shí)施例中，頂板32和底板40為了熱傳送表現(xiàn)而由純鋁制成。金屬外殼38 由鋁和鎂的合金制成，因?yàn)橛杏捕鹊耐瑫r(shí)擁有不錯(cuò)的傳熱速度。跟使用恒壓源為電源的白熾燈泡不同，LED使用直流(DC)恒流源或調(diào)節(jié)電流源作 為電源。因此當(dāng)更換現(xiàn)有的障礙燈時(shí)，電源需要將電壓源轉(zhuǎn)化為直流源或調(diào)節(jié)電流源。但 是，因?yàn)橹绷髟词褂秒娮枋截?fù)載，而電阻又使用大量電力的關(guān)系，所以直流源的電力消耗很 大。
在一個(gè)實(shí)施例中，電源PCB36通過脈沖寬度調(diào)節(jié)(PWM)電路控制LED70的輸出強(qiáng) 度。PWM電路輸出兩種電流層次，稱為高層次和低層次。低層次的振幅基本上被設(shè)定為大約 高層次的一半，但大過零。脈沖的寬度決定LED70的平均強(qiáng)度輸出。使用PWM電路作控制比起直接控制電流振幅有數(shù)個(gè)好處。其中一個(gè)好處為電路可 以通過開關(guān)運(yùn)作并不需消耗電流或電力。因此燈變得更有效率，因消耗在其他地方而未被 轉(zhuǎn)化成光能的電力的百分化較低。另一個(gè)好處為因?yàn)镻WM電路是數(shù)碼電路，所以比較容易 在集成電路(IC)芯片上生產(chǎn)。另一方面，仿真電路組件如電阻難以在IC芯片上生產(chǎn)，尤其 當(dāng)需要高電阻以減低偏壓電路時(shí)的電力消耗。在一個(gè)實(shí)施例中，LED障礙燈10被控制系統(tǒng)控制。控制系統(tǒng)控制電源的開或關(guān)和 PWM電路的脈沖寬度。在另一個(gè)實(shí)施例中，多種傳感器被安裝，例如溫度傳感器，光傳感器 等。這些傳感器監(jiān)察燈的運(yùn)作，并連接到控制系統(tǒng)。當(dāng)燈不正常運(yùn)作時(shí)，控制系統(tǒng)可即時(shí)得 知并立刻作出反應(yīng)，因此維修檢查不需進(jìn)行這么多。這些組件亦容易組合在電源PCB或LED PCB上，因大部分組件均由數(shù)碼電路制成。本發(fā)明的實(shí)施例已完全描述。縱使描述只參照特定的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)很容易了解本發(fā)明可以在不同的特定細(xì)節(jié)之下實(shí)施。因此本發(fā)明不應(yīng)只被限制在以上描 述的實(shí)施例中。例如，L810型燈組被使用作解釋本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員明顯能應(yīng)用本公開 的發(fā)明性原理到任何障礙燈組，或任何燈組。例如，燈可以通過使用白色LED和控制LED在 特定的頻率閃動(dòng)而作為L-864燈組使用。 LED PCB26能有任何數(shù)目的LED70，只要它們以圓對(duì)稱的圓案排列。反光器30的 底亦可以是多邊形如八角形，只要它們的中心重疊。在不需要全方向性的應(yīng)用中，這兩個(gè)組 件的形狀可任意選擇。燈頭支撐框42可以沿著在任何位置的任何數(shù)目的支撐桿34滑動(dòng)。亦可以使用任 何方法接合金屬外殼38到電源及其他組件。明顯地，任何種類的彈簧都可以用來實(shí)施本發(fā)明。雖然壓縮彈簧在上述實(shí)施例中 使用，亦可以將拉伸彈簧放在不同的元素之間以達(dá)到相同的效果。明顯地，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員在簡單的改動(dòng)下也可以使用螺旋彈簧或其他種類的彈簧。彈簧亦不需要如實(shí)施例中所示 的縱向或直向。只要燈頭可相對(duì)燈身移動(dòng)，彈簧的類型對(duì)本發(fā)明并不重要。
權(quán)利要求
一種燈組，包括發(fā)光二極管光源；連接到并供應(yīng)電力至發(fā)光二極管光源的電源；電連接到電源的燈頭；和適應(yīng)以調(diào)校燈頭高度的燈頭安裝機(jī)關(guān)，以容許燈組安裝在現(xiàn)存的底座上，因此燈組可在不同高度的底座上安全運(yùn)作。
2.如權(quán)利要求1所述的燈組，其中所述燈頭安裝機(jī)關(guān)容許燈頭高度相對(duì)于燈組的燈身 調(diào)校，因此燈身在同一位置固定到底座的同時(shí)所述燈頭適應(yīng)于不同高度的插頭。
3.如權(quán)利要求2所述的燈組，其中所述燈頭安裝機(jī)關(guān)包括最少一條彈簧。
4.如權(quán)利要求3所述的燈組，其中所述彈簧為壓縮彈簧，壓縮彈簧的一端接合到燈頭， 而相反的一端接合到燈身，因此當(dāng)燈身固定到底座時(shí)，而在插頭被推向燈頭時(shí)，燈頭通過壓 縮彈簧的壓縮，能適應(yīng)一定范圍的插頭高度。
5.如權(quán)利要求3所述的燈組，其中所述彈簧直向地被提供。
6.如權(quán)利要求3所述的燈組，其中所述燈身被提供在所述彈簧的一端而所述燈頭被提 供在彈簧的相反端，彈簧將所述燈頭從燈身迫向所述插頭。
7.如權(quán)利要求3所述的燈組，其中彈簧中間插有支撐柱。
8.如權(quán)利要求2所述的燈組，其中所述燈頭橫向地跟所述燈身互鎖，因此燈頭只能橫 向移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求8所述的燈組，其中所述燈身包含散熱器，而散熱器則包圍燈頭并跟其互鎖。
10.如權(quán)利要求1所述的燈組，其中所述發(fā)光二極管光源包含多個(gè)以圓對(duì)稱配置排列 的發(fā)光二極管，各發(fā)光二極管均配以反轉(zhuǎn)的平頭錐形晶體，所述晶體反射從發(fā)光二極管發(fā) 出的光，以至反射光的最大強(qiáng)度位于發(fā)光二極管的平面以上四至二十度，所述反射光還在 所有橫向方向有相同的強(qiáng)度。
11.如權(quán)利要求1所述的燈組，其中所述發(fā)光二極管光源包含多個(gè)發(fā)光二極管，各發(fā)光 二極管均配以聚光杯。
12.如權(quán)利要求1所述的燈組，其中所述燈組為障礙燈。
13.一種設(shè)備，包括發(fā)光二極管光源；連接到并供應(yīng)電力至發(fā)光二極管光源的電源；和放置在所述發(fā)光二極管光源和所述電源之間的隔熱器，因此所述發(fā)光二極管光源和所 述電源之間不存在熱交換途徑。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，還包含消散從發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱力的第一散熱器， 和消散從電源產(chǎn)生的熱力的第二散熱器，其中所述隔熱器放置在所述第一散熱器和所述第 二散熱器之間，因此所述發(fā)光二極管和所述電源的散熱路徑完全分開。
15.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述隔熱器為反射從發(fā)光二極管光源發(fā)出的光的 反光器。
16.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述第二散熱器為包圍著所述電源的傳熱外殼， 而在電源和所述傳熱外殼之間的空間注射有傳熱樹脂以提高散熱效率。
17.一個(gè)散熱器，包含 接合到熱源的底板；基本上為錐形且有平面接合到所述底板的結(jié)構(gòu)；和包含多塊從所述底板向所述基本上錐形的結(jié)構(gòu)的方向伸延的梳，所述多塊板為平衡的 而每對(duì)板之間的距離一樣。
18.一個(gè)反光器，包含反射從發(fā)光二極管發(fā)出的光的反光表面，所述反光器還沿著所述 反光表面提供有波紋，以分散射在所述反光器上的光。
19.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述反光器還包含由聚碳酸酯制成的底部物料， 而所述反光表面為涂在所述底部物料上的金屬化合物。
20.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述反光表面為凹彎 的，以聚集射在所述反光器 上的光。
全文摘要
一種帶有具波紋的反光表面的發(fā)光二極管(LED)在此公開。具波紋的反光表面反射并分散從擁有最少一個(gè)LED的光源來的光束。在一個(gè)實(shí)施方案中，具波紋的反光表面可以是凹彎的。反光表面的彎度和波紋可以通過等式設(shè)計(jì)，以達(dá)到特定的光束擴(kuò)散角。
文檔編號(hào)F21S8/00GK101970930SQ200980105820
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
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